Biochemie und Pathobiochemie: Lipid-Stoffwechsel

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Funktionen der Lipide und Steroide

• Bausubstanz der Zellmembranen (Phospholipide, Cholesterin).
• Bausubstanz des Körpers (Baufett aus Fettzellen, die intrazellulär Fette speichern, z.B. retroperitoneal oder orbital-retrobulbär als Lückenfüller, sowie subkutan zur Wärmeisolierung).
• Energiegewinnung und Energiereserve besonders für längere Fastenzeiten (Speicherfett).
• Rohstoffe für Signalmoleküle:
  • Cholesterin: Biosynthese von Steroidhormonen wie Mineralkortikosteroiden (Aldosteron) in der Zona glomerulosa der NNR, Glukokortikosteroiden (Cortisol) in der Zona fasciculata der NNR und Sexualsteroidhormonen (Androgene, Östrogene, Progesteron) in der Zona reticularis der NNR und in den Gonaden.
  • Arachidonsäure: Rohstoff für die Biosynthese von Prostaglandinen und Leukotrienen, die als Entzündungsmediatoren fungieren.
  • 1-Phosphatidyl-Inositol-4,5-bisphosphat: Die Phospholipase C setzt daraus die intrazellulären sekundären Botenstoffe Inositol-1,4,5-trisphosphat (IP₃) und Diacylglycerin (DAG) frei.

Resorption und Verteilung

Triglyceride werden im Dünndarm nach Emulgierung durch die Gallensäuren v.a durch die Pankreas-Lipase hydrolytisch in Fettsäuren und β-Monoacylglycerin gespalten. Diese werden zusammen mit Cholesterin, anderen Lipiden, fettlöslichen Vitaminen und Pharmaka nach Bildung von Micellen resorbiert.

Im Dünndarmepithel erfolgt die Bildung von Apolipoprotein B₄₈-haltigen Chylomikronen, die über den intestinalen Lymphstrom (Ductus thoracicus) abtransportiert werden und im linken Venenwinkel ins Blut gelangen. Nach fettreichen Mahlzeiten kann die hohe Konzentration von Chylomikronen zu einer Trübung des Blutplasmas führen. In der Leber werden die Lipide durch eine Lipoproteinlipase freigesetzt und in andere Lipoproteine eingebaut (VLDL, LDL, HDL). Übrig bleiben die Chylomikron-Restkörperchen (Remnants).

Der Lipidtransport von der Leber zur Peripherie erfolgt insbesondere über LDL, der Transport von der Peripherie zur Leber über HDL.

VLDL enthalten vor allem Triglyceride. Der Proteinanteil enthält das Apolipoprotein B₁₀₀. Mit Hilfe von Apolipoprotein CII aktivieren VLDL die Endothel-ständige Lipoproteinlipase. Dadurch werden Fettsäuren freigesetzt und die VLDL zu IDL abgebaut.

LDL sind besonders cholesterinreich. Der Proteinbestandteil besteht überwiegend aus Apolipoprotein B₁₀₀. Dieses wird in der Peripherie von Apolipoprotein-Rezeptoren erkannt, das LDL aufgenommen und lysosomal abgebaut. Das in der Zelle freigesetzte Cholesterin hemmt dann die zelleigene Cholesterin-Biosynthese.

Auf den HDL findet sich in hoher Aktivität die Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase (LCAT). Dieses aus der Leber stammende Enzym verestert das Cholesterin aus peripheren Geweben, aus Chylomikronen und VLDL-Restkörpern mit dem Lecithin (Phosphatidylcholin) in den HDL. So kann mehr Cholesterin in die HDL eingelagert werden. Aktiviert wird die LCAT von Apolipoprotein A₁.

Freie Fettsäuren werden nicht von Lipoproteinen transportiert. Sie lagern sich besonders an Albumin an, das mit 60 Gew.% die quantitativ wichtigste Fraktion der Plasmaproteine darstellt (3,5 – 4,5 g/dl Plasma). Albumin kann sieben Fettsäuren gleichzeitig binden und dient auch verschiedenen anderen lipophilen Substanzen als Vehikel. Für Sexualsteroide steht neben dem Albumin auch das Sex hormone binding globulin für den Transport im Körperkreislauf zur Verfügung.

Pathobiochemie

Das Verhältnis von HDL zu LDL beeinflusst das Atheroskleroserisiko (Günstig ist hohes HDL und niedriges LDL). Der Einfluss der Nahrungsaufnahme auf den Cholesterinspiegel ist gegenüber der endogenen Cholesterinbiosynthese jedoch gering.

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